临边昏暗

太阳圆面的亮度从日面中心向日面边缘逐渐变暗的现象。对太阳进行大量的白光观测和单色光观测(波长从紫外一直到红外)表明,太阳圆面上各点出射的总辐射强度I(θ)和单色辐射强度Iλ(θ),从日面中心(θ=0)向边缘(θ→π/2)逐渐减小。其中,λ为单色光的波长,θ为日面上被观测点的法线方向与视线方向之间的夹角,亦即该点离日面中心的角距离。

人们观测到的太阳圆面,是太阳光球层在垂直于视线方向的平面上的投影。若波长为λ的单色辐射都是从位于光球层内相同的径向光学厚度τ宊(沿太阳半径 r方向的光学厚度)处这一球面壳层发射的,则在日面中心处辐射经过光学厚度τ宊后,才由光球表面到达观测者。可是在离日心距离θ 处,同样的辐射却要经过光学厚度τ宊secθ后,才能到达。由此可见:

(1)当辐射来自同一深层时,日面中心处的辐射所经过的光学厚度最小,被吸收的量也最小,随着θ的逐渐增大,secθ也逐渐增大,光球表面的辐射便逐渐减小。

(2)在经受相同吸收(即经过相同的光学厚度)的情况下,相对来说,被观测到的日面中心处的辐射来自最深的层次。θ越大,该处被观测到的辐射所来自的层次就越浅。在光球中,层次越深,则温度越高,辐射也就越强。基于上述两个原因,便产生了太阳圆面的临边昏暗现象。不同波长的太阳辐射,基本上是在太阳大气的不同层次中产生的。对于波长范围大约从1000埃到3毫米的光学辐射和射电辐射,太阳圆面呈现临边昏暗;而对于主要来自色球或日冕的远紫外辐射和波长范围大约从1厘米到1.5米的射电辐射,临边昏暗已不复存在,甚至太阳圆面反而呈现出临边增亮(见宁静射电太阳临边增亮)。

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